Lo studio, che ha meritato le pagine di Science, ha importanti ripercussioni per una rara malattia genetica delle cartilagini

Serve un mezzo di trasporto per carichi eccezionali? Niente tasse aggiuntive per la cellula, basta una piccola proteina chiamata sedlina: una scoperta che è valsa la pubblicazione su Science* al gruppo guidato da Antonella De Matteis dell’Istituto Telethon di genetica e medicina (Tigem) di Napoli e che ha anche risvolti interessanti per i pazienti affetti da una rara malattia della cartilagine, la displasia spondiloepifisaria tardiva (SEDT).

Questa patologia genetica, ad oggi priva di una cura specifica, si manifesta in genere entro i dieci anni di vita ed è caratterizzata da bassa statura, collo e tronco corti, torace a botte, cifosi toracica e lordosi lombare, ma soprattutto dallo sviluppo precoce di osteoartrite. È dovuta a difetti in un gene chiamato SEDL localizzato sul cromosoma X (per questo ad ammalarsi sono soltanto i maschi), che contiene le informazioni per una proteina, la sedlina appunto, di cui fino ad oggi non era ben chiaro il ruolo all’interno della cellula.

«La nostra ipotesi era che alla base di questa malattia ci fosse un problema di traffico di sostanze all’interno dei condrociti, le cellule deputate alla produzione della cartilagine» spiega De Matteis. «In particolare, sapevamo che la sedlina fa parte di un complesso di proteine molto conservato a livello evolutivo – addirittura il lievito ne ha uno simile – coinvolto nel trasporto di proteine destinate a essere secrete all’esterno della cellula. La prima tappa di questo trasporto è l'uscita dal reticolo endoplasmatico, il reparto cellulare nel quale avviene la produzione di tali proteine: i mezzi utilizzati per questo trasporto sono delle vescicole capaci di inglobare svariati tipi di proteine e poi fondersi con la superficie cellulare per rilasciarle all’esterno».

Grazie anche a sofisticati esperimenti di microscopia elettronica, De Matteis e il suo gruppo hanno scoperto che la proteina difettosa nei pazienti affetti da SEDT è fondamentale proprio per la prima tappa del trasporto del collagene di tipo 2 nei condrociti. Questa particolare proteina, essenziale per la corretta formazione della cartilagine, è una molecola molto grossa, che richiede la formazione di vescicole più grandi del normale. La sedlina funziona come un timer, che “ordina” quando la vescicola si deve richiudere attorno alla molecola da trasportare. Se è difettosa, la membrana della vescicola si richiude troppo presto e quel “carico” di dimensioni eccezionali che è il collagene di tipo 2 non può più essere trasportato all’esterno.

«Questo spiega anche perché il difetto genetico ha ripercussioni soltanto su uno specifico tessuto, le cartilagini, e non sull’organismo in generale» continua la ricercatrice del Tigem. «Sono le dimensioni eccezionalmente grandi del collagene di tipo 2 a richiedere che ci sia un ritardo nella chiusura della vescicola, mentre in generale per tutte le altre proteine destinate alla secrezione non serve evidentemente che questo timer funzioni a dovere. Per esempio, abbiamo visto che nelle cellule del fegato, che normalmente secernono tantissime sostanze, il difetto nella sedlina non ha alcuna conseguenza di tipo funzionale».

Questo lavoro conferma nuovamente come le malattie genetiche siano un modello eccezionale per studiare meccanismi biologici fondamentali e conservati in natura. «Al contempo» conclude De Matteis «il fatto che i risultati siano stati confermati anche dagli esperimenti effettuati su cellule di pazienti, ottenute grazie alla collaborazione dell’unità di Genetica medica dell’Irccs “Casa sollievo della sofferenza” di San Giovanni Rotondo, indica come siamo sulla strada giusta per andare alla ricerca di una strategia per contrastare i danni articolari così invalidanti tipici di questa malattia».

Fonte: Rossella Venditti, Tiziana Scanu, Michele Santoro,Giuseppe Di Tullio, Alexander Spaar, Renato Gaibisso, Galina V. Beznoussenko, Alexander A. Mironov, Alexander Mironov Jr., Leopoldo Zelante, Maria Rosaria Piemontese, Notarangelo Angelo, Vivek Malhotra, Barbara M. Vertel, Cathal Wilson, Maria Antonietta De Matteis, “Sedlin Controls the ER Export of Procollagen by Regulating the Sar1 Cycle”. Science, 2012.